整流罩高空開傘完整回收——邁出整流罩落區控制與精確回收重要一步
2021年7月19日8時19分,伴隨著“長征二號丙”運載火箭的成功發射,中國運載火箭技術研究院總體設計部與北京空間機電研究所聯合開展的整流罩傘降系統搭載飛行試驗也取得圓滿成功。在試驗過程中,北京空間機電研究所研制的整流罩傘降系統在二十多千米高空成功開傘,穩定了整流罩下落姿態并發揮了減速作用,直至攜帶整流罩安全著陸。國內首次實現開傘完整回收運載火箭整流罩。
火箭整流罩的精確回收技術挑戰大,國際上只有SpaceX公司“獵鷹九號”火箭整流罩采用噴氣姿態控制與翼傘歸航的技術方案,實現了整流罩海上精確回收與重復使用。面對我國火箭整流罩再入姿態不確定、氣動加熱與結構動載極其復雜等技術難點,研制團隊創新性地提出了高空開傘穩定整流罩姿態的技術方案,大量運用仿真分析優化結構強度與再入動載,科學地開展地面物理試驗,充分地驗證設計。自2018年起,研制團隊逐一攻克了整流罩再入氣動熱防護、不確定開傘姿態條件下整流罩-降落傘系統動力學仿真、開傘載荷結構動力學響應優化、射傘火箭快速開傘、減速傘高空低密度低動壓開傘等技術瓶頸。經過三年艱苦卓絕的努力,終于在國內首次實現了整流罩開傘完整回收。
本次整流罩傘降系統飛行試驗的圓滿成功,標志著我國在整流罩高空開傘減速與完整回收技術方面取得了重大突破,為運載火箭整流罩落區控制與精確回收奠定了堅實基礎,對未來全面降低運載火箭分離體落區安全風險、有效保護落區人員生命財產安全具有重要意義。該技術也可拓展應用于返回式航天器精確定點無損回收、應急救災物資精確投放等。

高空開傘對整流罩進行姿態穩定與氣動減速
Attitude stabilization and aerodynamic deceleration of fairing by high altitude

整流罩安全著陸與完整回收
Safe landing and complete recovery of fairing parachute opening
(供稿:張章)